DE102004026817A1 - Ultrasonic head for surgical examination system, has data processing system for processing of received ultrasonic signals and control unit arranged at head, with whose manipulation control signals are fed to processing system - Google Patents

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Abstract

The head has a data processing system (8) for processing received ultrasonic signals, and an indicator of recorded body structure of an examined patient is provided. A control unit (14) is arranged at the head, with whose manipulation control signals are fed to the processing system. A marking unit is arranged for determining a navigation system at the structure. A set of push buttons are arranged as the control unit.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallkopf für ein chirurgisches Untersuchungssystem mit einer Datenverarbeitungsanlage zur Verarbeitung der empfangenen Ultraschallsignale und einer Anzeige der aufgenommen Körperstrukturen.The The invention relates to an ultrasound head for a surgical examination system with a data processing system for processing the received Ultrasound signals and a display of the recorded body structures.

Ultraschall-Untersuchungssysteme verwenden mobile Ultraschallköpfe, die auf die Körperoberfläche aufgesetzt werden können und dadurch Körperstrukturen abtasten können. Den Körperstrukturen entsprechende Abbildungen können auf dem Bildschirm einer Datenverarbeitungsanlage dargestellt werden, und es ist üblich, daß der Operateur an den Abbildungen auf dem Bildschirm bestimmte Punkte markiert, geometrische Figuren einzeichnet, um Strukturen zu verdeutlichen, oder Berechnungen anstellt, beispielsweise über den Abstand von zwei markierten Strukturen etc.. Dies erfolgt üblicherweise an einer Tastatur der Datenverarbeitungsanlage.Ultrasound Systems use mobile ultrasonic heads, which are placed on the body surface can be and thereby body structures can scan. The body structures corresponding pictures can be displayed on the screen of a data processing system, and it's common that the Operator on the pictures on the screen certain points marks, draws geometric figures to illustrate structures, or compute, for example, over the distance of two marked Structures etc. This is usually done on a keyboard of the data processing system.

Bei der Ultraschalluntersuchung des Körpers wird bei chirurgischen Operationen der Ultraschallkopf im sterilen Bereich eingesetzt, und unter dieser Voraussetzung ist es für den Operateur sehr hinderlich, wenn derartige Bediensignale an einer Tastatur im nicht sterilen Bereich eingegeben werden müssen.at The ultrasound examination of the body is used in surgical Operations of the ultrasound head used in the sterile field, and under this condition, it is very hindering for the surgeon if such control signals on a keyboard in non-sterile Range must be entered.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Ultraschallkopf so auszustatten, daß der Operateur mit ihm aus dem sterilen Bereich heraus und in komfortabler Weise entsprechende Bedien- oder Steuersignale an die Datenverarbeitungsanlage senden kann.It is therefore an object of the invention, a generic ultrasound head equip so that the Surgeon with him out of the sterile field and in more comfortable Way corresponding control or control signals to the data processing system can send.

Diese Aufgabe wird bei einem Ultraschallkopf der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Ultraschallkopf mindestens ein Bedienelement angeordnet ist, bei dessen Betätigung der Datenverarbeitungsanlage Steuersignale zugeführt werden.These Task is in an ultrasonic transducer described above Type according to the invention thereby solved, that am Ultrasound head at least one operating element is arranged at its operation the data processing system control signals are supplied.

Beispielsweise kann als Bedienelement ein Trackball an dem Ultraschallkopf angeordnet sein, also eine drehbar gelagerte Kugel, die entsprechend ihrer Drehung um zwei senkrecht zueinander stehende Drehachsen getrennte Steuersignale erzeugt, mit denen beispielsweise eine Markierung auf dem Bildschirm in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen verschoben werden kann.For example can be arranged as a control element trackball on the ultrasound head be, so a rotatably mounted ball, according to their Rotation separated by two mutually perpendicular axes of rotation Control signals generated, with which, for example, a marker on the screen in two perpendicular directions can be moved.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß als Bedienelement eine oder mehrere Drucktasten am Ultraschallkopf angeordnet sind, gegebenenfalls können auch Trackball und Drucktasten gleichzeitig an einem Ultraschallkopf vorgesehen sein.at another embodiment is provided that as Operating one or more push buttons on the ultrasound head arranged are, if necessary, can also trackball and push buttons simultaneously on an ultrasound head be provided.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn an dem Ultraschallkopf ein Markierelement eines der Datenverarbeitungsanlage zugeordneten Navigationssystems angeordnet ist. Dann läßt sich über das Navigationssystem in an sich bekannter Weise zusätzlich die Lage und Orientierung des Ultraschallkopfes im Raum bestimmen.Especially It is advantageous if a marking element is attached to the ultrasound head arranged one of the data processing system associated navigation system is. Then you can talk about that Navigation system in a conventional manner additionally the location and orientation determine the ultrasound head in the room.

Zusätzlich kann dem Navigationssystem mindestens ein weiteres Markierelement zugeordnet sein zur Festlegung an einer Struktur des untersuchten Patienten. Auf diese Weise kann mit dem Ultraschallkopf eine Struktur des unter suchten Patienten lokalisiert werden, und der Operateur kann während dieser Untersuchung durch Betätigung der Bedienelemente in dem auf dem Bildschirm angezeigten Strukturbild Markierungen vornehmen, Auswahlen bestimmter Abbildungen, beispielsweise zum Speichern, treffen oder sonstige Steuersignale übermitteln, die der Verarbeitung der gewonnenen Bildinformation dienen.In addition, can the navigation system to be assigned at least one further marking element for fixing to a structure of the examined patient. On This way, with the ultrasonic head, a structure of the examined Patients are localized, and the surgeon can during this Examination by operation the controls in the structure image displayed on the screen Make markings, selections of certain images, for example for storing, meeting or transmitting other control signals, which serve the processing of the acquired image information.

Insbesondere können diese Steuersignale der Verschiebung und/oder Auswahl von Markierungen auf der Anzeige dienen.Especially can these control signals of the displacement and / or selection of markings serve on the ad.

Es kann unter anderem vorgesehen sein, daß der Ultraschallkopf sterilisierbar ist.It may be provided, inter alia, that the ultrasound head sterilizable is.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Diese zeigt schematisch einen Ultraschallkopf mit Bedienelementen bei der Untersuchung eines Körperteils eines Patienten.The The following description of a preferred embodiment of the invention serves in conjunction with the drawings for further explanation. This shows schematically an ultrasound head with controls in the investigation of a body part a patient.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Ultraschall-Untersuchungseinrichtung umfaßt einen Ultraschallkopf 1, der in einem von einem Operateur handhabbaren Gehäuse 2 untergebracht ist und mindestens je einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger aufnimmt, die in der Zeichnung nicht extra dargestellt sind. Der Ultraschallkopf 1 ist mit einer Anlagefläche 3 an einer Oberfläche eines zu untersuchenden Körperteils 4 angelegt und richtet Ultraschallstrahlung 5 gegen eine im Inneren des Körperteils 4 liegende Struktur des Körpers, beispielsweise gegen eine Knochenoberfläche 6. Ein Teil der Ultraschallstrahlung wird an dieser Knochenoberfläche 6 reflektiert und von dem Ultraschallkopf 1 aufgenommen, aus dem Laufzeitunterschied zwischen Aussenden und Empfangen kann der Abstand der jeweiligen Knochenoberfläche 6 vom Ultraschallkopf 1 bestimmt werden.The ultrasonic examination device shown schematically in the drawing comprises an ultrasonic head 1 in a case that can be handled by an operator 2 is accommodated and receives at least one each ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver, which are not shown in the drawing. The ultrasound head 1 is with a contact surface 3 on a surface of a body part to be examined 4 created and directed ultrasonic radiation 5 against one inside the body part 4 lying structure of the body, for example against a bone surface 6 , Part of the ultrasound radiation is at this bone surface 6 reflected and from the ultrasound head 1 recorded, from the transit time difference between transmission and receiving the distance of the respective bone surface 6 from the ultrasound head 1 be determined.

Der Ultraschallkopf 1 und die in ihm angeordneten Aggregate werden über eine Verbindungsleitung 7 mit einer Datenverarbeitungsanlage 8 verbunden, der ein Bildschirm 9 zugeordnet ist. Auf diesem Bildschirm 9 werden Abbildungen der untersuchten Körperstrukturen dargestellt, die sich durch Bestimmung der Abstände der Oberfläche dieser Körperstrukturen von dem Ultraschallkopf ergeben.The ultrasound head 1 and the units arranged in it are connected via a connecting line 7 with a data processing system 8th connected to a screen 9 assigned. On this screen 9 Illustrations of the examined body structures are shown, which result from determining the distances of the surface of these body structures from the ultrasound head.

Diese auf dem Bildschirm dargestellten Körperstrukturen können vom untersuchenden Operateur zusätzlich genau lokalisiert werden, zu diesem Zweck trägt das Gehäuse 2 des Ultraschallkopfes 1 ein Markierelement 10, und ein ähnliches Markierelement 11 ist an dem zu untersuchenden Körperteil 4 befestigt. Diese Markierelemente 10 und 11 arbeiten zusammen mit einem Navigationssystem 12, welches der Datenverarbeitungsanlage 8 zugeordnet ist, dieses Navigationssystem 12 umfaßt mehrere Sende- und Empfangseinrichtungen 13 für elektromagnetische Strahlung oder Ultraschallstrahlung, mit der in an sich bekannter Weise die Lage und Orientierung der Markierelemente im Raum festgestellt werden kann. Die Datenverarbeitungsanlage 8 kann aus diesen Daten die relative Positionierung von Ultraschallkopf 1 einerseits und untersuchtem Körperteil 4 andererseits feststellen und damit die genaue Lage und Ausdehnung der im Ultraschallbild dargestellten Körperstruktur.These body structures displayed on the screen can additionally be precisely located by the examining surgeon, for this purpose the housing carries 2 of the ultrasound head 1 a marking element 10 , and a similar marking element 11 is on the body part to be examined 4 attached. These marking elements 10 and 11 work together with a navigation system 12 , which is the data processing system 8th is assigned, this navigation system 12 includes several transmitting and receiving devices 13 for electromagnetic radiation or ultrasonic radiation, with which the position and orientation of the marking elements in space can be determined in a manner known per se. The data processing system 8th from this data can be the relative positioning of ultrasound head 1 on the one hand and examined body part 4 On the other hand, and thus determine the exact location and extent of the body structure shown in the ultrasound image.

Am Gehäuse 2 des Ultraschallkopfes 1 sind mehrere Bedienelemente 14 angeordnet, nämlich ein Trackball 15 und drei Drucktasten 16, 17, 18. Mit diesen Bedienelementen 14 kann der Operateur während der Untersuchung des Körperteils 4 Steuersignale erzeugen, die ebenfalls der Datenverarbeitungsanlage zugeführt werden. Diese Steuersignale können in der Datenverarbeitungsanlage in unterschiedlicher Weise weiterverarbeitet werden, beispielsweise zur Verschiebung einer Markierung auf dem Bildschirm oder zur Auswahl einer bestimmten Körperstruktur-Darstellung zum Abspeichern derselben in einem elektronischen Speicher oder dergleichen. Der Operateur hat dadurch die Möglichkeit, zeitgleich mit der eigentlichen Untersuchung und ohne Verlassen des Sterilbereichs gegebenenfalls sogar einhändig die auf dem Bildschirm dargestellte Abbildung zu bearbeiten, dort Auswahlen bestimmter Strukturen zu treffen, Ausmessungen vorzunehmen und dergleichen. Es ist nicht mehr notwendig, wie bei herkömmlichen Geräten über getrennte Fußschalter oder dergleichen Hilfsmittel derartige Steuersignale zu übertragen.At the housing 2 of the ultrasound head 1 are several controls 14 arranged, namely a trackball 15 and three pushbuttons 16 . 17 . 18 , With these controls 14 The surgeon may during the examination of the body part 4 Generate control signals that are also supplied to the data processing system. These control signals can be further processed in the data processing system in different ways, for example for shifting a mark on the screen or for selecting a particular body structure representation for storing the same in an electronic memory or the like. As a result, the surgeon has the opportunity, at the same time as the actual examination and without leaving the sterile area, to even work on the image shown on the screen with one hand, to make selections thereon of specific structures, to carry out measurements and the like. It is no longer necessary, as in conventional devices via separate footswitch or the like tools to transmit such control signals.

Claims (7)

Ultraschallkopf für ein chirurgisches Untersuchungssystem mit einer Datenverarbeitungsanlage zur Verarbeitung der empfangenen Ultraschallsignale und einer Anzeige der aufgenommenen Körperstrukturen, dadurch gekennzeichnet, daß am Ultraschallkopf (1) mindestens ein Bedienelement (14) angeordnet ist, bei dessen Betätigung der Datenverarbeitungsanlage (8) Steuersignale zugeführt werden.Ultrasonic head for a surgical examination system with a data processing system for processing the received ultrasound signals and a display of the recorded body structures, characterized in that on the ultrasound head ( 1 ) at least one control element ( 14 ) is arranged, upon actuation of the data processing system ( 8th ) Control signals are supplied. Ultraschallkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bedienelement ein Trackball (15) an dem Ultraschallkopf (1) angeordnet ist.Ultrasonic head according to Claim 1, characterized in that the control element is a trackball ( 15 ) on the ultrasound head ( 1 ) is arranged. Ultraschallkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bedienelemente eine oder mehrere Drucktasten (16, 17, 18) am Ultraschallkopf (1) angeordnet sind.Ultrasonic head according to Claim 1 or 2, characterized in that one or more pushbuttons ( 16 . 17 . 18 ) on the ultrasound head ( 1 ) are arranged. Ultraschallkopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ultraschallkopf (1) ein Markierelement (10) eines der Datenverarbeitungsanlage (8) zugeordneten Navigationssystems (12) angeordnet ist.Ultrasonic head according to one of the preceding claims, characterized in that on the ultrasound head ( 1 ) a marking element ( 10 ) of a data processing system ( 8th ) associated navigation system ( 12 ) is arranged. Ultraschallkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Navigationssystem (12) mindestens ein weiteres Markierelement (11) zugeordnet ist zur Festlegung an einer Struktur des untersuchten Patienten.Ultrasonic head according to claim 4, characterized in that the navigation system ( 12 ) at least one further marking element ( 11 ) is assigned to a structure of the examined patient. Ultraschallkopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale zur Verschiebung und/oder Auswahl von Markierungen auf der Anzeige (9) dienen.Ultrasonic head according to one of the preceding claims, characterized in that the control signals for shifting and / or selecting markings on the display ( 9 ) serve. Ultraschallkopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er sterilisierbar ist.Ultrasonic head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that is sterilizable.
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